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生物育种小锦囊:你的水稻含有这些基因吗?

发布时间:2021-03-15      阅读次数:46      来源:双绿源研究院


用水稻绿色基因芯片,一测便知


1.育种家想要了解选育的品种含有哪些优良性状,一般会通过表型鉴定来入手,但这项工作需要开展多次重复的比较试验和抗性鉴定,周期长,而且效率不高。结合分子标记辅助鉴定,可以加速筛选过程,但是精准度还有待提高。


2.随着生物技术的发展,利用基因芯片开展功能基因单倍型检测,就能够帮助育种家把功能基因看得清清楚楚、明明白白。为什么说进行功能基因单倍型检测,用基因芯片更有优势?


3.首先,我们想借用下面这张图(双绿源董事长周发松博士20年前博士后研究成果)来说明什么是功能基因单倍型。下图是通过图位克隆方式,获得的大麦4个抗白粉病基因(Mla1、Mla12、Mla13、Mla6),DNA测序和抗病性功能验证研究表明:不同的抗病基因序列在261-780bp染色体区段内高度相似,属于等位基因变异。这4个等位基因把区分不同功能基因的各种分子标记类型都涵盖了。

Zhou et al., 2001, Plant Cell, 13(2):337-50


4.图中的蓝色字母有的是染色体上单个碱基变异(A和G的差异、T和C的差异),即SNP标记;有的是简单重复序列变异(AT拷贝数目的差异),即SSR标记;对于高度相似的抗病基因或复杂基因而言,单个SNP标记很难区分不同功能基因,利用一段序列内多个SNP标记组合,也称为MNP,则能精准区分不同等位基因,这就是功能基因单倍型分析。


5.通过种质资源鉴定分析和测序比较,获得的单倍型信息越丰富,我们对功能基因的了解就越深入。双绿源研制的水稻绿色基因芯片GSR40k一次可以利用近100个功能基因单倍型,帮助育种家精准分析种质资源和育种亲本材料是否含有优良基因。

(这些基因,用基因芯片都可以检测)

6.我们曾服务过的一位育种家,他希望改良原有水稻品种的稻瘟病抗性,也就是让原有品种能够含有优良水稻供体亲本中的Pi1Pi2基因。三年过去,改良工作结束,经过基因芯片检测后,我们发现2个问题:一是改良完成的株系杂合度很高,通过数据分析,我们推测改良株系的表型可能还会继续分离;二是通过分析供体亲本的优良基因,我们发现供体亲本里原本就不含有需要导入的稻瘟病抗性基因。


     

7.假如开始改良工作前,能够通过基因芯片对待改良的材料进行全面检测,包括功能基因单倍型分析,应该会起到事半功倍的效果。